El agua residual, un recurso valioso

Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado Programa de Ingeniería Agroindustrial

IV Simposio Internacional Gestión del Agua en

la Agricultura y Agroindustria: Nuevas Tecnologías

Marzo, 2017

Prof. María Carolina Pire Sierra

Día Mundial

Agua

Reducir Aguas

Residuales

Reutilizar Agua

Residuales

Día Mundial del Agua

Objetivo Desarrollo Sostenible 6

“Aguas y

Aguas

Residuales”

Recurso Valioso

Manejo seguro

Salud humanos y del ecosistemas

Año 2030 cooperación internacional !!

ONU (2017)

AGUAS RESIDUALES (EFLUENTES)

Urbanas Industriales

Agrícolas

Pecuarias

M.O. y m.o. M.O. , M.I. T

M.O. , Fertilizantes, Plaguicidas

M.O. y m.o.

Mezcla de residuos líquidos y sólidos

(Corbitt,2003)

Rios Lagos

Pozos

Embalses

Aguas Subterráneas Mar

Aceites y Grasas

Material particulado

Nutrientes

Químicos :::::::::::::::Tóxicos

Bacterias y patógenos

Emergentes

Agroindustrias Agrícola Forestal Pecuaria

M.P.

Industrias consumen 22% (UN-Water, 2012)

Consume 86%

Características Aguas Residuales

Materia Orgánica (DBO,DQO)

Nutrientes (N y P)

Grasas y Aceites

Sólidos

Metales*

Sólidos/Sedimentos

Patógenos

Org. Persistentes:

*Plaguicidas

*Fertilizantes

Agroindustria = Vertido orgánico Agrícola/Pecuario/Forestal

Fuentes no localizadas

Parámetro Efluente

Cervecero Efluente Lácteo

Efluente Tenería

pH 7,14-8,36 2,0 - 11,0 3,0 – 12,0

DQO (mg/L) 1100-2048 7.000 – 210.000 2510 – 72.935

NT (mg/L) 11,25 69,3-98,8 171,2 – 5.993,7

PT (mg/L) 13,54 30,2 17,8 – 151,3

Varios (mg/L) ND Cl- (1500) Cr (6,3 – 492,4)

Caracterización de A.R. Agroindustriales

Tejerina y col., 2004; Rodríguez, 2010; Cárdenas y col., 2014; Pire y col., 2011

Ley Amb. (883)

6-9

350

40

10

Destilerías > 30.000 mg/L Pulpa y papel > 100.000 mg/L

M.O., N, P Problema

Parámetro Efluente porcino

Efluentes Frutas/Hortal

pH 6,14-7,83 3,5 – 11,0

DQO (mg/L) 3.339 – 38.544 10.000

NT (mg/L) 405 – 2033 Bajo

Metales pesados Cu / Zn

PT (mg/L) 28,6 – 180,1 Bajo

Varios 4,6 x 104 – 9,2 x 108 NMP/100 mL (CF)

180 mg SS/L

Caracterización de A.R. Pecuarias/Agrícolas

Garzón-Zúñiga y Buelna (2014), Com. Nac. Medio Ambiente (Chile)

Ley Amb. (883)

6-9

350

40*

10

M.O., N, P, emergentes

Problema

La selección del sistema tratamiento para AR depende de:

Características del agua residual.

Calidad del efluente de salida requerido.

Costo y disponibilidad del terreno.

Tratamientos de A.R.

Mat. Org. (DBO,DQO)

Nutrientes

Grasas y Aceites

Sólidos

Metales

Agroindustria = Vertido orgánico

Procesos biológicos

Trampa grasas

Desbaste/Sedimentac.

Procesos avanzados

Tren de tratamiento para A.R.

Trat. 1º Trat. 2º

Trat. 3º

Pre-trat.

Sólidos grandes G y A

Sólidos Metales*

M.O, N, P Metales

A.R.

Agroindustriales Se remueve:

Usos Agua

Tratada

Metales M.O. inerte

?

Tratamiento A.R.

Sólidos/Sediment

Patógenos

Metales*

Plaguicidas

Fertilizantes (NO3-)

Agrícola/Pecuario/Forestal

Fuentes no localizadas Escorrentías

Desbaste/Sedimentac.

Desinfección

Procesos avanzados: Adsorción

Bioreactores de membrana Bioreactores no

convencionales

Desbaste Sediment. Bioreactor Coagul +

Flocul Desinfe

cción

Tren de tratamiento para A.R.

Trat. 1º Trat. 2º Trat. 3º Pre-trat.

Sólidos grandes

Sólidos M.O, N, P Metales

Patógenos Metales M.O. inerte

A.R.

Pecuaria

Reusar Cuerpos de agua

Desbaste Sedimentación

asistida Desinfección MBR

Tren de tratamiento para A.R.

Trat. Avanzados (3º) Pre-trat.

Sólidos grandes

Sólidos Metales Comp. Org. Inerte

Patógenos Plaguicidas Metales Nutrientes

A.R.

Agrícolas/Pecuarias

Coagulante Cloro, UV Usos ?

Uso del agua tratada

Infiltración en el terreno

Riego de cultivos

Descarga a cuerpos de agua

Centros urbanos Producción continua de AR

AR. Recurso Valioso

No se usaría agua potable

Experiencias a nivel mundial

NEWater (Singapur)

Water Factory 21 (EEUU)

Agua Regeneradas:

Reuso del agua:

Latinoamérica

Water Factory 21 Orange County, California

Coagulación

Floculación

Sedimentación

Remoción NH4+

Neutralización

Filtración

AGUA RESIDUAL

Adsorción

Ósmosis Inversa

Desinfección (Cloro)

Mezclado

Inyección a pozos

(81 puntos)

57.000 m3/d

19.000 m3/d

V ≈requerimiento de 150 mil personas/año

Caso 1

Reducción descargas Disponibilidad AR

Elimina dependencia (importar)

Ósmosis Inversa

PTAR del Baix Llobregat (España)

Tecnología de punta

tratamiento AR

Producción agua regenerada de calidad

Inicio 1970, pero fue 2002 (1º fábrica)

Agua lluvia (reservorios)

Agua importada

Desalinizada (mar)

NEWater (Planta trat. AR)

Fuentes de agua Singapur

NEWater*

Uso indirecto Agua Potable

Uso directo agua NO potable

Uso Industrial (agua no potable)

Combina reservorio

Planta Potabilización

Agua potable: Uso doméstico Uso industrial

*Apta consumo (potable), pero…: Adición trazas Autodepuración Ganar confianza

Tratamiento basado en

tecnología de membranas

Caso 2 NEWater

(Singapur)

Tan (2016)

Inició 1956

Industria (enfriamiento)

Actividades recreativas

Lavado de vehículos

Riego áreas verdes

Regeneración Lago Texcoco

Uso

s A

R

Reuso

260 m3/s

Con tratamiento

(según uso)

Sin tratamiento

Remover patógenos

Preservar nutrientes

Caso 3 Reuso en México

Agrícola

Estrada Corona (2011)

Diferentes usos! *Reuso indirecto 500 mil personas usan agua acuífero recargado con AR

Riesgoso

Reuso en Latinoamérica* • Sólo 20% AR reciben tratamiento, infraestructura instalada (35% AR) • Consumo agua de fuentes contaminadas con heces fecales. • 842.000 muertes/año a nivel mundial • 40 mil – 60 mil Km2 de tierras son regadas con AR no tratadas.

*Problema no es la tecnología, es falta recursos económicos y humanos

Mateo-Sagasta y col., 2013 (FAO)

¿Qué estamos haciendo en Venezuela?

Parte sector agroindustrial privado brinda tratamiento AR

Inexistencia de PTAR municipales (mayoría)

AR es reusada sin tratamiento (riego)

AR se descarga a cuerpos de agua

Oportunidad !!!

¿Qué estamos haciendo en la UCLA?

Investigación aplicada a tratamiento Aguas Residuales Agroindustriales

Diseño de PTAR a comunidades

Investigación sobre el reuso de aguas grises en la universidad (fase inicial)

Descarga pocetas

Riego

Limpieza de áreas

Tenerías Bebidas carbonatadas Beneficiadoras aves Fábrica de embutidos*

SBR Humedales Artificiales Coag + Flocul

Entonces… definitivamente el agua residual es un

recurso valioso

Objetivo 6 Desarrollo Sostenible (ONU)

Manejo seguro

Rendimiento cultivos

Mejora uso agua potable

Inversión salud